Erakordne geoloogia

Kuigi mineraalide kaubanduslik väärtus (ja mingil määral ka suhteline haruldus) on kas üsna subjektiivne või muul viisil määramatu, on mõned veidi vähem mitmetähenduslikud 'faktid', millele võib teatud määral viidata.


KÕRGEIM TAASTUNUD KIVIM (MINERAAL) MAAL
Mount Everesti tipp (tiibeti nimi: Qomolangma, mis tähendab Püha Ema) on Ordoviitsiumi perioodi (485,4–443,8 miljonit aastat tagasi) lubjakivi fossiile. Need kaltsiumkarbonaadist (peamiselt kaltsiidist) koosnevad settekivimimaardlad on osa India mandrilavale kogunenud paksust kambriumi kuni eotseeni ajastu setete hunnikust. Nad maeti ainult madalalt, kuni ~10 km (-6 miili) enne mandri kokkupõrget ja selle ajal. Neid tuntakse ametlikult Tethyani settejärjestusena. Alloleval fotol olev väike ordoviitsiumi lubjakivi kogus 29. mail 1953. aastal Sir Edmund Percival Hillary KG ONZ KBE poolt vaid 12 m (40 jalga) kõrguselt Mount Everesti tipust 8848 m (29 029 jalga) kõrguselt, kui ta ja šerpa mägironija Tenzing Norgayst sai esimene mägironija, kes on kinnitatud Mount Everesti tippu jõudnud. Hiljem kinkis Hillary selle 1953. aastal Inglismaal Sedgwicki maateaduste muuseumile (Cambridge'i ülikooli geoloogiamuuseum).

  04631370015976548584008.jpg Mount Everest  08907610015976553798452.jpg Edmund Hillary ja Tenzing Norgay  00261440015907846534709.jpg Tippkohtu lubjakivi  04631370015976548584008.jpg Mount Everest  08907610015976553798452.jpg Edmund Hillary ja Tenzing Norgay  08494880015907846138435.jpg Tippkohtu lubjakivi  04631370015976548584008.jpg Mount Everest  08907610015976553798452.jpg Edmund Hillary ja Tenzing Norgay  03278300015910222787313.jpg Tippkohtu lubjakivi

KÕIGE SÜGAVAL TAASTUNUD MINERAAL MAAL
2018. aastal leidsid teadlased sügaval Maa kõhus sepistatud teemandi sees peidus esimesed tõendid mineraali kohta, mida pole kunagi varem nähtud. Lõuna-Aafrika kuulsast Cullinani kaevandusest on see kõrgsurve perovskiitstruktuuriga kaltsiumsilikaadi polümorf ( CaSiO 3 ), et ilma teemandi kõva kestata pole teadlased kunagi suutnud Maa pinnal stabiilsena püsida. Teadlaste hinnangul on see mineraal Maakeral suuruselt neljas, kuid neil pole kunagi õnnestunud seda ainet pinnal jälgida, sest mineraali pinnale tõustes avaldatakse sellele vähem survet ja selle süsiniksidemed paiknevad ümber. Kuigi teistest teemantidest on leitud ka teisi kaltsiumsilikaatperovskiidi versioone 'keskmise rõhuga kujul', on uus leid esimest korda näha, kuna see eksisteerib sadade miilide kaugusel Maa pinnast. Perovskiiti sisaldav teemant leiti tegelikult vähem kui miil pinna alt, kuid teadlased on kindlaks teinud, et see oleks pärit rohkem kui 643 km (400 miili) sügavuselt. Sellel sügavusel suudab see vastu pidada 240 000 Maa atmosfääri rõhule. Seda tüüpi teemante, mida tavaliselt ehetes nähakse, ei leidu tavaliselt maapinnast kõrgemal kui 160 km (100 miili). See konkreetne perovskiit ja süsinik tekkisid Maa pinnal algselt ookeanikoorena. Kui see Maa vahevöösse alla juhiti, jätkas see tööd, kuni see muutus üha kõrgema rõhuga mineraalfaasideks.

  03053800015975840581427.jpg Kaltsiumsilikaadi perovskiit teemandis

SUURIMAD KRISTALLID MAALE
'Kristallide koobas' ('Cueva de los Cristales') on 980 jala (300 m) sügavusel asuv suur hobuserauakujuline lubjakivi õõnsus, mis on ühendatud Naica kaevandusega Chihuahua osariigis Mehhikos. Põhikamber sisaldab hiiglaslikke seleniidi (kipsi) kristalle, mis on ühed suurimatest looduslikest kristallidest, mis kunagi leitud. Arvatakse, et mõnel olulisemal oleks kulunud ligikaudu 1 miljon aastat, et jõuda oma praeguse suuruseni. Koopa suurim seni leitud kristall on 12 m (39 jalga) pikk, 4 m (13 jalga) läbimõõduga ja 55 tonni kaaluv. Kui koobas oli ligipääsetav, oli koobas äärmiselt kuum, õhutemperatuur ulatus kuni 58 °C (136 °F) ja õhuniiskus 90–99 protsenti. Nende tegurite tõttu jääb see suhteliselt uurimata, sest ilma korraliku kaitseta suudavad inimesed korraga taluda vaid umbes kümme minutit kokkupuudet. Koopa avastasid 2000. aasta aprillis kaevurid, kes kaevasid Naicas kaevandusettevõttele Industrias Peñoles uut tunnelit. Naica kaevanduskompleks ise sisaldab märkimisväärseid hõbeda, tsingi ja plii ladestusi. Ligipääs 'Hiiglasliku kristallkoopa' juurde sõltus kaevandusveepumpadest, nii et kui tavaline kaevandustegevus oli lõppenud, dokumenteeriti kristallid visuaalselt ja seejärel lasti 2015. aasta oktoobris koobastel uuesti üle ujutada, et need uuesti rikkaliku veega täita. kristallide õitsenguks vajalikes mineraalides. Kuna kristallid õhus riknevad ja koopa edasine uurimine oleks nõudnud nende märkimisväärset eemaldamist, on uuesti üleujutamine taganud, et kristallid säilivad praegu.

  06417180015975840584753.jpg Mehhiko Naica koopa kipsikristallid *Märkige isikule skaala*

KÕIGE AVASTATUD LOODUSLIK MINERAAL
Kuigi teemant on kõige kõvem teadaolev looduslik materjal Maal ja see on tööstusstandard lihvimis-, lõikamis-, puurimis- ja poleerimistöödel, leiti 2010. aastal Soome meteoriidist uut tüüpi ülikõvad süsinikukristallid, mis panid vääriskivi häbisse. . 2. augustil 1971 nähti Edela-Soome regioonis Haverö saarel kukkumas Haverö meteoriiti, Ureilite rühma akondriit (kivist) meteoriiti. Kui teadlased hiljem lõigu poleerimiseks teemantpastat kasutasid, märkasid nad midagi erakordset: pinnalt tekkisid reljeefselt väikesed materjalitaskud. Kristallid tõusid poleeritud pinnast kõrgemale kui 10 µm, mis tähendas, et need olid kõvemad kui poleerimispastas olevad teemandid. Teadlased olid varem näinud süsinikkristalle, mis pidasid teemantpoleerimisele vastu ühes suunas, kuid uued kristallid ei muutunud igas suunas poleerimisel. Looduslik teemant on nii kõva, sest selle sees olevad süsinikuaatomid on paigutatud tetraeedrikujuliseks võreks, mis on tohutult tugev. Haverös leidsid teadlased romboeedrilises võres paikneva kristallilise süsiniku. Kuigi seda tüüpi teemantide olemasolu ennustati aastakümneid tagasi ja see sarnanes sünteetiliste inimtehtud teemantidega, polnud seda looduses kunagi nähtud. Kahjuks olid need uued süsinikukristallid täpse kõvaduse testimiseks liiga väikesed, kuid on kindlasti teada, et need on kõvemad kui tavalised teemandid.

  07472600015975849311427.jpg Haverö meteoriit

RASKEIM MATERJAL MAA MAAL (JA VÄLJASEMAL)
Plii on stabiilne metall, mida kasutatakse sageli raskuste ja süvenditena. Põhjus, miks see on mahuühiku massi poolest raske, on see, et pliiaatomid on väga lähedal, mistõttu on see tihe materjal. Siiski on just osmium see, mille eripäraks on see, et see on tõenäoliselt Maa kõige raskem materjal, mis kaalub pliist kaks korda rohkem. Osmium on metallide plaatinarühma keemiline element; seda kasutatakse sageli sulamina elektrikontaktides ja täitesulepeade otsades. Selle elemendi arvukus maakoores on samuti üks haruldasemaid.

  03676820015975849324753.jpg Keemilise aurutranspordi teel kasvatatud osmiumikristallide kobar
Maast kaugemal peaks teadaoleva universumi raskeim ja tihedaim aine olema neutrontähe sisemus. Neutrontähe teelusika suurune osa kaaluks umbes miljard tonni, mis NASA andmetel on umbes sama, mis Mount Everest! Neutrontähe sünd on sisuliselt hiiglasliku läbipõlenud tähe – päikese, mis on meie enda päikesest 10–100 korda suurem, kokkuvarisemine. RX J1856.5-3754 on lähedal asuv neutrontäht Corona Australise tähtkujus. See on Maale lähim seni avastatud neutrontäht. Arvatakse, et see tekkis oma kaastähe supernoova plahvatuses umbes miljon aastat tagasi ja avastati 1992. aastal. 1996. aasta vaatlused kinnitasid, et tegemist on neutrontähega ja 2002. aasta täiendavad vaatlused näitavad, et selle kaugus on umbes 400 valgusaastat. Maalt.

  06983460015975849323061.jpg RX J1856.5-3754 neutrontähe röntgenipilt

VANIM AVASTATUD FOSSIIL
Vanimad teadaolevad umbes 3,5 miljardi aasta vanused fossiilid pärinevad tsüanobakteritest, mida leidub Austraalias Lääne-Austraalias, Pilbara Cratoni arhei eoni kivimites. Need on ühed lihtsamini äratuntavad mikrofossiilid. Morfoloogiad selles rühmas on jäänud miljardeid aastaid samaks ja need võivad jätta ka keemilisi fossiile pigmentide lagunemissaaduste kujul. Väikesed kivistunud tsüanobakterid on ekstraheeritud eelkambriumi kivimitest ning neid on uuritud SEM-i ja TEM-i (skaneeriv ja ülekandeelektronmikroskoopia) abil. Stromatoliitid on bakterite või vetikate kasvu tagajärjel tekkinud kihilised settestruktuurid. Need tekkisid algselt üherakulise fotosünteesiva mikroobi tsüanobakterite kihtide järel kasvades. Need varased eluvormid on kogu Maa ajaloo jooksul olnud tohutult olulised ka evolutsiooni ja ökoloogiliste muutuste kulgemise kujundamisel. Hapnikuatmosfäär, millest me sõltume, tekkis paljude tsüanobakterite fotosünteesi käigus arhei ja proterosoikumi eoni ajal. Enne seda oli atmosfäär hoopis teistsuguse keemiaga, mis ei sobinud eluks, nagu me seda praegu tunneme. Nimi tsüanobakterid tuleneb bakterite värvist (kreeka keeles: κυανός, latiniseerituna: 'kyanós', mis tähendab sõna otseses mõttes sinist), seetõttu nimetatakse tsüanobaktereid mõnikord ka 'sinivetikateks'.

  07207380015975849323319.jpg Prekambriumi stromatoliitid Glacieri rahvuspargis, Montana, USA

VANIM MAA PÄRITUSKIVI (MINERAAL)
2014. aasta veebruaris avaldasid teadlased oma leiud ajakirjas Journal of Natural Geoscience pärast seda, kui olid analüüsinud üksikuid pliiaatomeid tsirkoonkristallides Austraalia Jack Hillsi piirkonnas Lääne-Austraalia keskosas. Tsirkoonides leiduvad mikroelemendid viitavad sellele, et need pärinevad veerikastest graniiditaolistest kivimitest, nagu granodioriit või tonaliit. Tsirkoonid, mida peetakse vanimaks seni leitud maapealse päritoluga materjaliks, pärinevad Maa ja Kuu varaseimast arengust umbes 4,533 miljardit aastat tagasi, Hadeani eoni krüptilisel perioodil. Nendest kivimitest on leitud rohkem kui 4 miljardi aasta vanuseid tsirkooneid (kivimiosakesed, mis ladestuvad settekivimina, mis on saadud ilmastiku- ja erosiooniprotsesside käigus juba olemasolevatest kivimitest) ja 4404 +/-8 miljonit aastat vana tsirkoon. leitud Eranondoo Hillist; see on vanim dateeritud materjal, mis pärineb Maalt.

  07510520015975849322172.jpg Kvarts-veeris metakonglomeraat, mis sisaldab tsirkoone Jack Hillsist, Lääne-Austraaliast

VANIM MAAGA SEOTUD KIVI (MINERAAL)
Isegi Maalt leitud tsirkoonidest vanem on Kuult pärit kivimiproov, mis korjati Apollo 16 missiooni käigus aprillis 1972. Kivim, mida tuntakse lihtsalt Lunar Sample 67215 nime all, on anortosiit (koosneb peamiselt kaltsiumirikkast plagioklaasi päevakivist). ) arvatakse olevat umbes 4,46 miljardit aastat vana. Kivimi analüüs näitab, et see pärineb Kuu maakoore suhteliselt madalast sügavusest, mis heidab valgust esialgse Kuu kooriku moodustumise kohta – see teave annab ülevaate ka maapealsete planeetide tekkest. Teadlased usuvad, et kivimite vanus näitab, et Kuu anortosiidid tekkisid Kuu varajases ajaloos, tõenäoliselt magmaookeani kristalliseerumisel.

  01492330015975849338215.jpg Apollo 16 proovi nr 67215 värvifoto

VANIM PÄIKESESÜSTEEMI KIVI (MINERAAL)
2004. aastal leiti Marokost (ja osteti Erfoudist) CV rühma (tüüp 3) 1,5 kg kaaluv süsinikkondriit (kivine) meteoriit, mis arvatakse olevat pärit Marsi ja Jupiteri vahelisest asteroidivööst. NWA 2364 analüüs näitas, et selles sisalduvad kaltsiumi-alumiiniumirikkad kandmised pärinevad ajast enne selle asteroidivöö olemasolu. Kõige tavalisemad ja iseloomulikumad mineraalid Ca-Al-rikkas inklusioonis on anortiit, hiboniit, meliliit, forsteriidirikas oliviin, perovskiit, kaltsiumpürokseen ja alumiiniumist spinell. Need mineraalid võisid tekkida vahetult pärast seda, kui osa tähtedevahelisest gaasi- ja tolmupilvest ehk udukogust oli kokku varisenud ja moodustanud meie päikese. 4568,2 miljoni aasta vanused mineraalid lükkavad Päikesesüsteemi sünni koguni kahe miljoni aasta võrra tagasi – ja viitab sellele, et plahvatav täht süstis sündides meie süsteemi võtmematerjale.

  08875010015975811599456.jpg NWA 2364 meteoriidi kaltsium-alumiiniumirikkad kandmised

VANIM AVASTATUD FÜÜSILINE MATERJAL – SIiani!
Murchisoni meteoriit on CM-rühma (tüüp 2) süsinikkondriit (kivine) meteoriit, mille kukkumist nähti 28. septembril 1969 Austraalias Victoria osariigis Murchisoni lähedal. 2020. aasta jaanuaris teatasid kosmokeemikud, et seni vanim Maalt leitud materjal on Murchisoni meteoriidist pärit ränikarbiidi (SiC) osakesed. See iidne tähtedevaheline tolm, mis on valmistatud päikeseeelsetest teradest (tolmuterad, mis olid enne meie Päikest), röhitsesid surevad tähed oma elu viimastel etappidel universumisse. Osa sellest tolmust jõudis lõpuks Maale asteroidiga, mis tootis Murchisoni meteoriidi. Päikeseeelsed terad olid teadaolevalt vanemad kui Päike, kuid neid polnud täpselt dateeritud. Kuigi universum on tulvil hõljuvat tähetolmu, pole Maa kivimitest kunagi leitud päikeseeelseid teri. Selle põhjuseks on asjaolu, et laamtektoonika, vulkanism ja muud planeetide protsessid kuumutasid ja muutsid kogu päikeseeelset tolmu, mis võis koguneda Maa tekke ajal 4,54 ± 0,05 miljardit aastat tagasi. Mõned primitiivsed meteoriidid sisaldavad siiski neid päikeseeelseid terakesi, tahkeid osakesi, mis tekkisid tähtedevahelises keskkonnas enne päikesesüsteemi liitmist. Teadlased on uurinud Murchisoni meteoriidist ekstraheeritud eelpäikese ränikarbiidi terade neooni isotoope, mis võimaldasid neil arvutada, kui kaua iga tera oli tähtedevahelises keskkonnas püsinud, ajavahemikus 3,9 ± 1,6 miljonit aastat kuni 3 ± 2 miljardit aastat. enne Päikesesüsteemi teket, muutes teradest vanima teadaoleva tahke materjali. Kuigi mõned terad olid isegi vanemad kui 5,5 miljardit aastat, oli enamiku nende päikeseeelne vanus alla 300 miljoni aasta, mis piirab astronoomide mudeleid selle kohta, kui kaua tolm tähtedevahelises keskkonnas säilib.

  09643280015975849338325.jpg Murchisoni meteoriit

  00864370015975849348546.jpg Murchisoni meteoriidi tähetolm

KÕIGE KASULIK MINERAAL MAAL?
See on ilmselt avatud paljudele aruteludele, kuid vask on vaieldamatult üks kaasaegse elu kõige olulisemaid elemente. Vask on üks väheseid metalle, mis võib esineda looduses vahetult kasutatavas metallilises vormis, aga ka mitmesugustes mineraalides. Tõendid näitavad, et kuld ja meteoriitraud (kuid mitte sulatatud raud) olid ainsad metallid, mida inimesed kasutasid enne vaske. Vase kasutamise ajalugu ulatub Lähis-Idas umbes aastasse 9000 eKr. Vase sulatamine leiutati erinevates kohtades iseseisvalt, kuid tõenäoliselt avastati see Hiinas enne aastat 2800 eKr. Vase kasutamise kogemus aitas kaasa teiste metallide arendamisele; eelkõige viis vase sulatamine raua sulatamise avastamiseni. Looduslik pronks, vask, mis on valmistatud räni-, arseeni- ja (harva) tinarikastest maakidest, võeti Balkanil üldiselt kasutusele umbes 5500 eKr. Sellest perioodist pärinevad ka kõige varasemad vasesulamist relvad. Vanad egiptlased kasutasid vaske haavade ja kirurgiliste tööriistade desinfitseerimiseks. Tuhandeid aastaid on vask olnud nii laialt levinud, et enamik inimesi kohtab seda isegi märkamatult. Ehitustööriistadest bioloogiani on vask inimelu oluline osa. Vajame isegi 1,2 milligrammi vaske päevas, et aidata ensüümidel meie rakkudes energiat üle kanda. Nagu egiptlased dokumenteerisid, tapab vask kokkupuutel palju mikroobe. Kaasaegsed uuringud on leidnud, et MRSA (bakter, mis vastutab inimeste raskesti ravitavate infektsioonide eest) ei suuda vaskpindadel ellu jääda nii, nagu see suudab plaatinametallidel, mida sageli kasutatakse haiglahoonete piiretes, ukselinkides ja voodites. Tänu antimikroobsetele omadustele ja bakterite vastu võitlemise võimele paigaldavad haiglad üle maailma vasest puutepindu, et peatada bakteriaalsete infektsioonide levik haiglates. Vaske kasutatakse kõikjal elektrikaablite ja -juhtmete jaoks, lülitite jaoks kodumajapidamises, tööstuses, masinates, transpordis. Seda kasutatakse laialdaselt veevärgi-, kütte-, elektri- ja katusematerjalide, mitmesuguste muude elektrikomponentide, tarbe- ja üldkaupade ning ehete valmistamisel. Mitmekülgne metall võib ravida selliseid haigusi nagu artriit, vähk ja südamehaigused, aidates samal ajal ka vasepõhiste müntidega kohalikku majandust toimima panna. Tuhandeid aastaid on vask mänginud meie igapäevaelu toiteallikana ja tänapäevase maailma toimimiseks üsna keskset rolli.

  06306970015975424241427.jpg Vask  07155620015930428177989.jpg Kalkopüriit  04161650015976492417057.jpg Malahhiit ja krüsokolla  05196500015952000447529.jpg Vask  05243340015929196443076.jpg Kalkopüriit  07655520015707187834761.jpg Malahhiit ja krüsokolla  06306970015975424241427.jpg Vask  07155620015930428177989.jpg Kalkopüriit  04161650015976492417057.jpg Malahhiit ja krüsokolla